Physique
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Item Approche d’un Écoulement par la Théorie Constructale : Application du Principe Volume-Point(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2022-07-06) KOUACHI, Raïd; ABDELLAHOUM, Chahrazed (Promoteur)Dans ce travail, nous avons analysé le mouvement d’un fluide confiné entre deux plans parallèles soumis à l’influence du rapport des vitesses pour un nombre N quelconque de cellules d’écoulement de Poiseuille. Sur le plan théorique, on s’est intéressé d’abord à la formulation des équations générales du mouvement dans le but de déterminer le facteur de forme optimal lié au processus de quantité de mouvement en fonction des paramètres de l’écoulement. En se basant sur la théorie constructale d’A. Bejan, on a d’abord examiné l’évolution du facteur d’aspect du système d’écoulement étudié en fonction du rapport des vitesses d’entrée et de sortie du fluide. Actuellement, la plupart des travaux consacrés à ce nouveau domaine ont été menés dans le cadre des études d’optimisation dédiées au transfert thermique. Par contre, l’influence du nombre de plaques N et de la variation du rapport des vitesses sur l’écoulement n’a été que rarement abordée, du moins à notre connaissance. En particulier, on a étudié notamment les effets combinés du nombre de Rynolds et du rapport des vitesses d’écoulement sur l’évolution du facteur d’aspect dans la configuration d’un écoulement de type Poiseuille. Dans ces conditions, nous avons établi le système d’équations régissant l’écoulement. Notre démarche s’appuie sur une approche du Principe constructal de type Volume-point. On a pu établir une solution analytique qui détermine le facteur de forme optimal et vérifiant les hypothèses de travail dans le système d’écoulement parallélépipédique adopté. On a regroupé l’ensemble des résultats sous forme de courbes optimisées du facteur de forme opt=opt(N) que l’on a discuté en fonction des différentes valeurs du rapport des vitesses . L’ensemble de ces résultats permet de fournir des propriétés intéressantes pour réaliser des assemblages adéquats composés de N cellules visant à l’optimisation des transferts de quantité de mouvement et de chaleur. Cette simulation a permis de mettre en évidence la structure du mouvement au sein de la cavité et de préciser ses conditions particulières de fonctionnement en raison de l’existence Conclusion Générale 66 de tourbillons secondaires à l’entrée et à la sortie et la forme dissymétrique du mouvement obtenu dont la veine principale est située vers la paroi inférieure.Item Etude d’un mélange fluide en suspension par des nanoparticules hybrides dans un cylindre horizontal en considérant l’effet du facteur de forme(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2022-07-06) YAHIAOUI, YASMINEL’ajout des particules de taille nanométrique à plusieurs facteurs tels que le facteur de forme, le diamètre de la nanoparticule, etc., influence sur les propriétés thermo-physique notamment la conductivité thermique et la viscosité dynamique. Nous nous proposons d’étudier numériquement l’écoulement avec transfert de chaleur à travers un tube cylindrique horizontal de longueur, L et de diamètre, D. Un flux de chaleur uniforme et constant imposé sur le tube. À l’entrée du conduit le nanofluide hybride se présente avec une vitesse V0 et une température T0 constante Nos résultats sont basés sur quelques paramètres de contrôle, nombre de Reynolds variant de 500 à 2000, Gr=12600 et deux fractions volumiques 2% et 4% pour un nanofluid hybride (Fe3O4-CNT/water). Les résultats montrent que l’augmentation de la fraction volumique et le nombre de Reynolds, augmentent le transfert de chaleur en termes de nombre de Nusselt et le coefficient de transfert convectif. Le facteur de frottement et la chute de pression augmentent avec l’augmentation de la fraction volumique. L’effet de mouvement Brownien n’influence pas sur le champ de vitesse contrairement au profil de température.Item Etude numérique d’un écoulement diphasique liquide-gaz à travers une singularité (Venturi)(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2022-07-06)Les écoulements diphasiques liquide-gaz sont présents dans plusieurs domaines notamment les installations industrielles et les systèmes hydrauliques. La présence de deux phases liquide et gaz rend l’étude de ces écoulements très complexe. Pour une meilleure compréhension de ces phénomènes, nous avons étudié numériquement un écoulement diphasique liquide-gaz à travers un Venturi. Cette étude a été réalisée à l’aide du code commercial CFD, Ansys Fluent (v.2022 R1) qui consiste à étudier les mouvements d'un fluide, ou leurs effets, par la résolution numérique des équations régissant le fluide. Les effets de la turbulence ont été pris en compte en se servant du modèle de turbulence k-ω SST avec Schnerr-Sauer comme modèle de cavitation. Les résultats obtenus montrent les effets du rapport de pression (pression d’entrée/pression de la sortie) et de la géométrie (longueur du col) du Venturi sur les différents paramètres de l’écoulement à savoir ; la pression, la vitesse et la fraction volumique de la vapeur. En effet, le rapport de pression et la longueur du col du Venturi ont une influence significative sur l'apparition et l'évolution de la phase gazeuse (cavitation) dans le liquide.Item Etude de l’influence de transfert de chaleur sur les écoulements de fluides visqueux charges de paraffine(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2022-07-06) AKKOUCHE, Romaïssa; BOUCETTA, Rachid (Promoteur)Notre travail a porté sur l’étude des écoulements de fluides visqueux charges de paraffine qui ont lieu dans plusieurs installations industrielles tel que les puits de production, les réseaux de collecte de pétrole et les canalisations d’acheminement des huiles. Le problème posé est l’obstruction de ces pipelines. Afin de mieux cerner le problème d’obstruction des pipelines causée par la déposition de paraffine à l’intérieur des pipelines. Nous avons commencé notre travail par la compréhension du sujet proposé. Ensuite, nous avons modélisé l’écoulement des fluides visqueux chauds chargés de paraffine, en reprenant les équations fondamentales de la mécanique des fluides, transfert de chaleur et du transfert de masse dans un pipeline de section circulaire. Le modèle obtenu est réécrit sous une forme adimensionnelle complète afin de l’adapter aux diverses installations précitées. Les relations constitutives sont données en fonction des différents paramètres de similitude adaptés à ce type d’écoulement, dont le principal est le nombre de Peclet. Par la suite nous avons proposé alors un algorithme de résolution basé sur la méthode de Runge-Kutta d’ordre quatre pour la résolution du système d’équations obtenu. Enfin, nous avons terminé par l’évaluation de l’impact de l’influence de transfert de la chaleur sur la formation du dépôt de paraffine dans les pipelines sur les paramètres d’écoulement.Item Simulation numérique de la convection mixte d'un nanofluide hybride dans une cavité soumise à un champ magnétique(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2022-07-06) REFFAI, MOHAMED; IACHACHENE, FARIDA (Promoteur)Dans ce travail, nous avons effectué une étude numérique sur le transfert de chaleur par convection mixte dans une cavité remplie d’un mélange d’eau et des nanoparticules (MgO et Ag). La cavité est exposée à l'action d'un champ magnétique. Le transfert de chaleur est visualisé en termes de lignes de courant et des isothermes dans une cavité carrée avec des parois verticales différentiellement chauffées et des parois supérieure et inférieure adiabatiques. Une analyse paramétrique est effectuée pour des nombres de Richardson varie de 0.01 à 100, pour différentes nombre de Hartmann (Ha=0 -50 et 100), et aussi pour différentes fractions volumiques (ϕ égale à 1,2 et 3%). Les simulations ont été menues par code Ansys 16.0 -Fluent qui est basé sur la méthode des volumes finis. Des validations ont été effectuées afin de tester la fiabilité des résultats obtenue par ce code. La conclusion basée sur cette étude peut être établie de la manière suivante : · La présence des nanoparticules dans le fluide de base augmente significativement la conductivité thermique du fluide. · Les résultats montrent une amélioration du transfert de chaleur en utilisant des nanoparticules. · Lorsque le nombre de Richardson augmente, le rôle de la convection libre devient plus important. · L’augmentation de la concentration volumique des nanoparticules f augmente la valeur moyenne de Nusselt, et donc une augmentation de transfert thermique. · l'augmentation de nombre de Richardson réduit le transfert de chaleur. · L’ajout des nanoparticules (Ag-Mgo) améliore le transfert thermique. · Le transfert de chaleur au centre de la cavité est dominé par la convection naturelle. · L’application du champ magnétique conduit à une augmentation du transfert de chaleur pour l’orientation de θ=90° et pour l’augmentation de nombre de Hartmann et aussi pour la diminution de nombre de Richardson. Par contre une détérioration du transfert de chaleur s’effectue pour 0°≤θ< 90° et 90°<θ≤ 180° et pour l’augmentation de Ha et la diminution de Ri.Item Etude hydrodynamique de l'accumulation des dépôts de paraffine dans les conduites pétrolières(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2021-09-29) BERRAMI, Meriem; BOUCETTA, Rachid (Promoteur)Le travail que nous avons développé dans ce mémoire porté sur l’étude hydrodynamique de l'accumulation des dépôts de paraffines dans les conduites pétrolières, en régime laminaire et l’écoulement ascendant d’un fluide visqueux chargé de paraffine dans un pipeline avec une analyse détaillée des phénomènes de transfert de chaleur et transfert de masse. Ces dernières sont réécrites sous une forme adimensionnelle. Une résolution numérique du nouveau système d’équations, par la méthode de Runge-Kutta d’ordre quatre, Les principaux paramètres de l’écoulement sont calculés à l’aide d’une méthode itérative de Newton Cotes d’ordre huit, Est réalisé pour deux cas pratiques courant afin de prévenir le problème d’obstruction des conduites.Item Etude de l'effet d'ajout d'Hydrogène au brûleur conventionnel à faible nombre de Swirl(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2021-10-27) MESSAOUDI, Sara; HALOUANE, Y. (Encadreur)Ce Mémoire est une contribution à l’étude d’amélioration d’un brûleur LSB au méthane/hydrogène pour des flammes turbulentes pré-mélangées en rotation, dites swirlées. L’étude se focalise sur la stabilité de la flamme, les émissions polluantes et l’effet de l’ajout d’hydrogène au mélange réactif. Notre dispositif expérimental se compose d’un brûleur à faible nombre de swirl avec injection axiale et tangentiel du mélange au voisinage de la sortie du brûleur. Ce dernier est confiné dans une chambre de combustion. La teneur en hydrogène dans le carburant, la température de préchauffage, le nombre de swirl géométrique et la richesse globale à l’injection sont les principaux paramètres qui peuvent être précisément contrôlés.Item Propriétés structurales, électroniques et magnétiques de l’oxyde de strontium (SrO) dopé Mn : une étude de premier principe(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2020-11-05) LOUADAH, Lylia; MAZOUZ, H. M. A. (Promoteur)Dans ce travail nous avons étudié les propriétés structurales, électroniques et magnétiques du composé Sr1-xMnxO aux concentrations x= 0.25, 0.5, 0.75 dans la structure rocksalt ou NaCl. Nous avons utilisé dans nos calculs l’une des méthodes de premier principe de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), à savoir, la méthode des ondes planes augmentés linéarisées (FP-LAPW) implémentée dans le code WIEN2K où le potentiel d’exchange et corrélation est traité par l’approximation du gradient généralisé GGA de Wu- Cohen. La constante de réseau, le module de compressibilité et sa première dérivée, les structures de bandes en spin polarisé, les densités d’états électroniques totales et partielles et les propriétés magnétiques ont été calculées. La structure électronique montre que les composés Sr0.75Mn0.25O et Sr0.50Mn0.50O sont demi-métalliques ferromagnétiques avec une polarisation de spin complète de 100%. Les moments magnétiques totaux calculés pour les composés étudiés montrent la même valeur entière de 5 μB par atome de Manganèse « Mn », ce qui confirme le comportement demi-métallique ferromagnétique de ces composés. Nous avons constaté que l’état ferromagnétique est stabilisé par l’échange p-d associé au mécanisme du double-échange. Les composés Sr1-xMnxO dilués se sont avérés être adéquats pour les applications dans les domaines technologiques de la spintronique.Item Effet du Dopage et Co-dopage sur les Propriétés Physiques et Photo catalytique des couches minces ZnO(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2020-11-05) ARAR, WafaaL’objectif de ce travail porte sur l’élaboration et la caractérisation des couches minces d’oxydes de Zinc (ZnO) dopées et non dopées ,déposées par la technique sol-gel afin d’étudie l’influence de la température de séchage ainsi que la concentration du dopant sur les différents propriétés structurales, optiques, morphologique, et l’activité photo-catalytique. Les spectres de diffractions des rayons X ont montré que les couches minces ZnO non dopées présente la structure hexagonale de type Wurtzite avec une orientation préférentielle (100).Cependant l’analyse vibrationnelle par spectroscopie Raman confirme la cristallisation des couches dopées Ag selon la structure Wurtzite par la présence de mode E2 (bas) observé à 104cm-1. L’analyse optique sur une gamme de 300 à 2000 nm montre que l‘ensemble couches minces ZnO sont transparentes dans le visible. La transmission est supérieure à 90% pour les couches non dopées, cependant pour les couches dopées Ag est supérieure à 80%. Les observations par MEB indiquent que les couches dont de structure granulaire dont les grains sont de forme sphérique pour les couches non dopées. La topographie des couches minces non dopées montre rugosité plus élevé à 300°. L’activité photo-catalytique de l’ensemble des couches minces ZnO élaborées est améliorée par l’augmentation de la température de séchage dû à l’amélioration de la cristallinité et l’augmentation de l’épaisseur. Un effet positif de la concentration du dopant Ag sur l’activité photo-catalytique est obtenue jusqu’à 1% de concentration par rapport à non dopée. Une dégradation maximale environ 73% est obtenue à 0.5%Ag .un effet négatif est obtenue pour les couches minces dopées Ag avec 2% de concentration. L’étude comparative entre l’activité photo-catalytique des couches minces non dopées, dopées Ag et Co-dopées Ag, Nd montre que la dégradation photo catalytique des Co-dopant ZnO est supérieure à celle du ZnO non dopée et à dopant unique.Item APPLICATION DU FORMALISME DE LA RELATIVITE D’ECHELLE AU PROBLEME D’UNE PARTICULE QUANTIQUE DANS UN POTENTIEL D’OSCILLATEUR HARMONIQUE(UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES : Faculté des sciences, 2020-11-15) Haddadi, Ratiba Benyakhlef, Mostafa (Encadreur)Notre but dans ce mémoire est d’appliquer la théorie de la relativité d’échelle à une particule quantique dans un potentiel d’oscillateur harmonique sans avoir recours à l’équation de Schrödinger. Cela se fait en utilisant un nouveau lien mathématique entre l’approche de la relativité d’échelle en mécanique quantique et l’équation de Riccati. La simulation numérique du comportement de la particule quantique s’écrit en langage de programmation python en utilisant les solutions des équations fractales du mouvement étudié par la procédure d’Hermann